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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verpackungshilfsmittels
unter Verwendung einer Schaumstoffbahn Die Erfindung betnfft ein Verfahren zur Herstellung
eines Verpackungshilfsmittels unter Verwendung einer Schaumstoffbahn. Die Erfindung
betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Es sind eine Reihe von Verpackungshilfsmitteln sowie Verfahren zu
deren Herstellung bekannt. In der Regel wird zur Herstellung von Verpackungshilfsmitteln
Papier verwendet, welches mäanderförmig gefalzt wird, so daß einzelne Taschen zur
Aufnahme beispielsweise von Ampullen oder sonstiger empfindlicher Gegenstände entstehen.
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Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Schaumstoffbahnen zur Herstellung
von Verpackungsmitteln heranzuziehen, welche gegenüber Papier bei dem vorgesehenen
Zweck erhebliche Vorteile zufolge ihrer größeren Elastizität zeigen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kunststoffschaumbahn in an sich bekannter Weise mäanderförmig gefaltet, zur
Erzeugung einer Oberflächenhaut unter Wärmeeinwirkung einer Druckbehandlung unterzogen
und anschließend an einer Längsseite mit einer Trägerbahn vereinigt wird, worauf
an der der Trägerbahn gegenüberliegenden Längsseite der Schaumstoffbahn Taschen
zur Aufnahme länglicher Gegenstände durch Einprägungen in die Oberflächen eines
von zwei benachbarten Spalten der mäanderförmig zusammengelegten Schaumstoffbahn
begrenzten Bahnabschnittes geschaffen werden.
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Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch einen Vorschubmechanismus für eine flache Schaumstoffbahn sowie durch in einem
eine Schwingbewegung senkrecht zu der Schaumbahnoberfläche erlaubenden Abstand von
dem Vorschubmechanismus angeordnete, an sich bekannte mechanische und angenähert
senkrecht zur Bahnebene bewegliche Faltorgane zur mäanderartigen Umfaltung der fortschreitenden
Bahn und ferner durch einen Abführmechanismus für die gefaltete Bahn mit einer das
Aufeinanderlegen der umgefalteten Bahnabschnitte bewirkenden Transportgeschwindigkeit
sowie durch eine Vorrichtung zum Auseinanderspreizen der Spalten der gefalteten
Bahn und durch zwei geheizte und gegen die Oberflächen eines von zwei benachbarten
Spalten der zusammengefalteten Bahn zangenförmig bewegbare Prägewerkzeuge zur Herstellung
der Taschen.
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Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der darstellt Fig. 1 ein schematisches Prinzipbild für ein Aus-
führungsbeispiel
für eine Vorrichtung zur Herstellung des Verpackungshilfsmittels, Fig. 2 eine Seitenansicht
(teilweise im Schnitt) einer Prägeeinrichtung für die gefaltete Schaumbahn, Fig.
3 eine perspektivische Wiedergabe eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäß
hergestellten Verpackungshilfsmittels, teilweise im Schnitt.
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Bei einer Vorrichtung zur mäanderartigen Aufstapelung einer Schaumbahn
gemäß Fig. 1 wird die Schaumbahn 1, die beliebige Bahnbreite besitzen kann, über
einen geeigneten Vorschubmechanismus, durch die Walzen 2 und 3 angedeutet, zwei
Faltorganen 4 und 5 zugeführt. Dabei ist gewährleistet, daß die Schaumbahn 1 beim
Eintritt in die Faltapparate 4 und 5 eine schwingende Pendelbewegung um die Vorschubrichtung
ausführen kann, sei es wie in Fig. 1 infolge eines genügenden Abstandes zwischen
den Vorschubrollen 2, 3 und den Faltorganen 4 und 5 oder durch geeignete entsprechend
bewegte Führungsmittel für die Schaumbahn 1, etwa einen hin- und herschwingenden
Kanal (nicht gezeichnet).
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Die Faltapparate 4 bzw. 5 bestehen aus einem um den Lagerzapfen 6
bzw. 7 schwenkbaren Faltarm 8 bzw. 9, der an seinem rückwärtigen Fortsatz 10 bzw.
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11 über ein Gestänge 12 bzw. 13 seitens einer Kurbelscheibe
14
bzw. 15 in schwingende Bewegung in Pfeilrichtung 16 bzw. 17 versetzt werden kann.
Die beiden Faltarme 8 bzw. 9 sind spiegelbildlich zueinander beidseits der Schaumbahn
1 angeordnet und arbeiten beim Antrieb der Scheiben 14 bzw. 15 in Pfeilrichtung
18 bzw. 19 gegenläufig, so daß der Faltarm 8 in seiner oberen Endlage sich befindet,
wenn der Faltarm 9 seine untere Endlage einnimmt, wie in Fig. 1 dargestellt, was
durch eine Versetzung der Scheiben 14 und 15 auf der gemeinsamen Antriebswelle 20
um 180 Winkelgrad erreicht wird. Der Faltarm 8 bzw. 9 ist an seinem der Schaumbahn
zugekehrten Ende mit einer Führung 21 bzw. 22 für ein flaches Faltorgan 23 bzw.
24 versehen und trägt eine Führungswand für die gefaltete Schaumbahn. Dieses messerartige,
aber stumpfkantige Faltorgan23 bzw.
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24 ist in der zugehörigen Führung 21 bzw. 22 in Richtung der jeweiligen
Längsachse des Faltarms 8 bzw. 9 verschiebbar, und zwar mittels der Kurbelstange
25 bzw. 26 seitens der relativ zum Arm 8 bzw. 9 um den Lagerzapfen 6 bzw. 7 drehbaren
Kurbelscheibe 27 bzw. 28. Diese beiden Kurbelscheiben 27 und 28 sind über geeignete
Kupplungen (nicht gezeichnet) mit der Antriebswelle 20 starr verbunden und rotieren
im Betrieb in Pfeilrichtung 29 bzw. 30. Die Kurbelscheiben 27 und 28 sind relativ
zur Antriebswelle 20 und zu den Kurbelscheiben 14 bzw. 15 derart justiert, daß jeweils
in der oberen Endlage des Faltarms 8 bzw. 9 das Faltorgan 23 bzw.
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24 am weitesten gegen die Schaumbahn 1 vorgeschoben ist. Dagegen ist
jeweils in der unteren Endlage des Faltarms 8 bzw. 9 das Faltorgan 23 bzw. 24 vollständig
in die Führung 21 bzw. 22 zurückgezogen.
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Bei entsprechender Abstimmung der Vorschubgeschwindigkeit der Schaumbahnl
durch dieWalzen 2 und 3 einerseits und der periodischen, sich wiederholenden Schwingbewegung
der Faltapparate 4 und 5 andererseits wird die Schaumbahn durch die angenähert senkrecht
zur Bahnebene vorstoßenden Faltorgane 23 bzw. 24 scharf umgebogen, wobei die Führungswände
an den beiden Faltarmen 8 und 9 ein Ausweichen verhindern. In Fig. 1 ist dieser
Vorgang für das Faltorgan 23 dargestellt, wobei der Umbiegevorgang in der wiedergegebenen
oberen Endlage des Faltarms 8 eben beendet wurde und anschließend bei der Abwärtsbewegung
des Arms 8 der umgefaltete Schaumbahnabschnitt auf den vorausgehenden gedrückt wird.
Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung des Faltarms 8 bewegt sich der Faltarm 9 nach
oben unter gleichzeitigem Vorschub seines Faltorgans 24, so daß beim Erreichen seiner
oberen Endlage eine entsprechende gegenläufige Umfaltung der Schaumbahn entsteht.
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Natürlich muß der Abstand zwischen den Führungswänden an den einander
zugekehrten Enden der Faltarme 8 und 9 sowie der maximale Vorschub der Faltorgane
23 bzw. 24 und die Schaumbahndicke aufeinander richtig abgestimmt sein. Ferner muß
die Schaumbahn ohne Schwierigkeiten und Rißbildung scharfkantig umbiegsam sein.
Sind diese Voraussetzungen aber erfüllt, so entsteht durch die Faltapparate 4 und
5 eine mäanderartig umgefaltete und gestapelte Schaumbahn, wie in Fig. 1 angedeutet,
und gelangt zu dem aus einem Führungskanal 31 und den Transportbändern 32 und 33
bestehenden Abführmechanismus. Die Drehzahl der Antriebswalzen 34 bzw. 35 für die
Transportbänder 32 bzw. 33 wird derart gewählt, daß dem Vorschub des gefalteten
Schaumbandes
seitens der Faltapparate 4 und 5 eine gewisse Hemmung entgegengesetzt wird, wodurch
die einander zugekehrten Seiten der umgefalteten Bahnabschnitte aufeinandergedrückt
werden.
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Mit dieser Pressung in Vorschubrichtung gelangt die gefaltete Schaumbahn
bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, die besonders für die Verarbeitung
von Schaumbahnen aus extrem leichtem Carbamidharzschaum vorgesehen ist, zu und in
den Einzug von zwei umlaufenden Hohlwalzen 36 und 37, die durch eingebaute Heizelemente
38 bzw. 39 auf eine Oberflächentemperatur von etwa 150 bis 2000 C erhitzt werden.
Der Spalt zwischen den beiden Walzen 36 und 37 ist weniger breit als der Kanal im
Abführmechanismus, so daß die gefaltete Schaumbahn quer zur Vorschubrichtung zusammengedrückt
wird und an ihrer Oberfläche mit den heißen Walzen 36 bzw.
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37 in Berührung kommt. Durch diese Warmpressung wird die gefaltete
Schaumbahn auf den Breitseiten eingeebnet und verliert die Tendenz zur Spreizung
der einzelnen umgefalteten Windungen. Bei entsprechend raschem Durchlauf durch die
geheizten Walzen 36 und 37 wird aber trotz der äußerlichen Deformation die innere
Elastizität der Schaummasse nicht nachteilig beeinflußt. Dagegen entsteht eine zähe
und abriebfeste Oberflächenschicht, die für den vorliegenden Verwendungszweck sehr
erwünscht ist, während die einander zugekehrten Flächen der einzelnen Schaumbahnabschnitte
praktisch nicht beeinflußt werden.
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Falls erwünscht, kann die gefaltete Schaumbahn anschließend auf der
einen Breitseite mit einem Bodenstreifen40, beispielsweise aus Papier, beklebt werden,
wozu dieser über die Rolle 41 zugeführt und vorher mittels der Walzen 42 und 43
einseitig mit einem Klebemittel versehen wird.
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Die gewellte Schaumbaihn stellt ein ideales Verpackungshilfsmittel
für schlanke, längliche Gegenstände dar, etwa für dünne Ampullen, für flache mikroskopische
Präparate zwischen Glasplatten, für photographische Artikel. Dabei kann die Faltungstiefe
und die Tiefe der entstehenden Taschen den zu verpackenden.Gegenständen angepaßt
werden.
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Falls langgestreckte Gegenstände größeren Durchmessers auf diese
Weise verpackt werden sollen, empfiehlt es sich, die einzelnen Taschen mit einem
der Gestalt des betreffenden Gegenstandes entsprechenden Hohlraum zu versehen, beispielsweise
mittels der in Fig. 2 wiedergegebenen Prägeeinrichtung. Hierbei läuft die auf einem
Bodenstreifen 50 einseitig aufgeklebte gefaltete SchaumbahnS1 über eine Walze 52
geringen Durchmessers, so daß sich die Taschen der Schaumbahn in der dargestellten
Weise spreizen, was ohne jede nachteilige Beeinflussung der gefalteten Schaumbahn
möglich ist. Frontal vor der Walze 52 ist eine auf dem Schlitten 53 mittels der
Säule 54 befestigte und in der Schlittenführung 55 verschiebbare Prägezange 56 angeordnet.
Die beiden um den Zapfen 57 drehbaren Schenkel 58 und 59 der Zange sind hier beispielsweise
mit je einer elektrischen Heizpatrone 60 bzw. 61 in einer entsprechenden Heizkammer
versehen und tragen die Prägefortsätze 62 bzw. 63, die bei geöffneter Prägezange
56 ohne Berührung in zwei benachbarte aufgespreizte Taschen der gefalteten Schaumbahn
51 einschiebbar sind. Die Eindringtiefe kann durch eine verstellbare Anschlagschraube
64 in der Schlittenführung 55 einjustiert werden.
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Die rückwärtigen Arme der Schenkel 58 und 59 sind seitens einer Zugfeder
65 in Schließrichtung der Prägezange 56 vorgespannt und werden durch einen ovalen,
auf der Welle 66 drehbaren Nocken 67 auseinandergespreizt. Durch zwei einstellbare
Anschlagschrauben 68 und 69 kann die maximale Schließbewegung der Schenkel 58, 59
eingestellt werden. Die Welle 66 ist mit einem geeigneten Antrieb versehen (nicht
gezeichnet), beispielsweise einer Torsionsfeder, die nach erfolgtem Verschieben
der Prägezange 56 in die in Fig. 2 wiedergegebene Lage, etwa beim Anschlag an die
Schraube 64, ausgelöst wird und die Welle 66 mit vorgegebener Geschwindigkeit um
1800 verdreht, so daß die Schenkel 58 und 59 kurz zusammengedrückt und dann wieder
gespreizt werden, woraufhin der Schlitten 53 samt der Prägezange 56 in seine Ruhelage
zurückgezogen wird. Durch das kurze Zusammendrücken der Schenkel 58, 59 erzeugen
die auf etwa 150 bis 200im C geheizten Prägefortsätze 62 und 63 die gewünschten
bleibenden Eindrücke in je eine Wandung der benachbarten Taschen. Durch geeignete
Gestaltung der Prägefortsätze 62 und 63 können somit Hohlräume der gewünschten Gestalt
in den Taschen vorgesehen werden.
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An Stelle der Prägezange 56, welche auf dem Schlitten 53 eine hin
und her gehende Bewegung ausführt, kann auch eine kontinuierlich arbeitende Prägevorrichtung
verwendet werden. Beispielsweise kann eine endlose geheizte Gliederkette, deren
jedes Glied auf einem schmalen Steg einen dem zu verpackenden Gegenstand nachgebildeten
Metallkörper trägt, parallel zur bewegten gefalteten Schaumbahn angeordnet, je eine
Nachbildung in eine der Taschen eingesenkt werden, dort während einer gewissen Wegstrecke
verbleiben und dann wieder herausgezogen werden. Auch hierbei entstehen Vertiefungen
der gewünschten Gestalt in den Wandungen der Taschen.
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Das in Fig. 3 dargestellte, mit solchen Vertiefungen 70 a, 70 b verschiedener
Weite versehene Verpackungshilfsmittel, das auf die oben beschriebene Weise herstellbar
ist, weist den besonderen Vorteil auf, daß an den Stirnseiten71 die in der gefalteten
Schaumbahn gebildeten Taschen geschlossen sind.
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Also ist nach erfolgtem Einlegen der zu verpackenden Gegenstände,
etwa von Ampullen, in die Vertiefungen der Taschen, was durch ein Aufspreizen derselben
durch Umbiegen des Bodenstreifens 72 erleichtert wird, weder eine axiale Verschiebung
längs der Taschen noch ein Herausspringen nach oben möglich. Wird beispielsweise
nach erfolgtem Einlegen der Ampullen ein selbstklebendes Band 73 um das Verpackungsmittel
herumgelegt, so kann kein Aufspreizen der Taschen durch Umbiegen des Bodenstreifens
72 mehr erfolgen, so daß die Ampullen unverlierbar eingeschlossen sind. Dementsprechend
ist in den meisten Fällen eine Schachtel, in welche das Verpackungshilfsmittel eingelegt
wird, vollständig entbehrlich.
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Das an Hand von Fig. 1 beschriebene Herstellungsverfahren der gefalteten
Schaumbahn beruht auf einer Querfaltung derselben, so daß die gebildeten Taschen
quer zur Schaumbahniängsrichtung verlaufen. Die Faltung kann aber auch derart vorgenommen
werden, daß die endlose Schaumbahn durch eine Raffeinrichtung läuft, in welcher
die Bahnbreite unter Bildung von Längsfalten kontinuierlich verringert wird. Auf
diese Weise entsteht eine endlose Schaumbahn mit in Längsrichtung verlaufenden Taschen,
von
der dann Querstreifen der gewünschten Breite abgeschnitten und, falls erwünscht,
in der an Hand von Fig. 2 und 3 beschriebenen Weise weiterverarbeitet werden können.
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Das erfindungsgemäß hergestellte, aus einer gefalteten Schaumbahn
bestehende Verpackungshilfsmittel weist somit Taschen für die zu verpackenden länglichen
Gegenstände auf, die allseits ab gefüttert und an beiden Stirnflächen verschlossen
sind, also die betreffenden Gegenstände nahezu allseits von der Schaummasse umgeben
sind. Dies hat, außer der vorzüglichen Stoßdämpfung, noch den Vorteil, daß wegen
der Porosität und hohen Saugfähigkeit der Schaummasse beim Undichtwerden von z.
B. flüssigkeitsgefüllten Ampullen die austretende Flüssigkeit sofort aufgesaugt
wird. Bei Verwendung von weißen Schaumbahnen, also etwa von Carbamidharzschaum,
ist an der Verfärbung der Umgebung der Leckstelle jederzeit deutlich erkennbar,
ob eine Undichtheit aufgetreten ist, was bei empfindlichen pharmazeutischen Produkten
erwünscht ist.
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Als Schaumbahn zur Herstellung des Verpackungshilfsmittels nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich alle Schaummassen, welche in Form von flachen
Schaumbahnen herstellbar und scharfkantig umbiegbar sind.
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Bei den besonders vorteilhaften extrem leichten Schaummassen aus
Carbamidharz oder anderen Aminoplasten ist zur Gewährleistung eines scharfkantigen
rißfreien Umbiegens eine Vorbehandlung der Schaumbahn erforderlich, ehe dieselbe
in einer Faltvorrichtung nach Fig. 1 oder ähnlicher Bauart verarbeitet werden kann.
Diese Vorbehandlung besteht in der Schaffung einer beidseitigen zähen Oberflächenschicht,
z. B. durch thermische Behandlung der Schaumbahn unter gleichzeitiger mehr oder
weniger starker Verpressung und Verdichtung oder durch Beschichtung mit Hilfsstoffen
in Form von Pulver oder dünnen Folien, die durch Wärmebehandlung oder Klebemittel
mit der Schaumoberfläche innig vereinigt werden.